1、船舶舾装模块化应用 专科毕业设计（论文）课题名称： 船舶舾装模块化应用 系 部： 船舶与港口工程系 专 业： 船机工程 班 级： 船机工程101302 姓 名： 陈东 学号： 103703130202 指导老师： 王开顺 职称： 高级工程师 2013年6月1日目录摘 要 3Abstract 31 绪 论 52 船舶先行舾装（预舾装）模块化 52.1船舶先行舾装的含义和形式 52.2 分段预舾装工艺 62.3 管子模块的分类 72.4 管子模块的设计 92.5 管单元的预装 9结 论 13致 谢 14摘 要现代造船经历了系统导向型的造船模式的传统造船方式，进入到了壳舾涂一体化也就是船体分段生产，
2、船舶先行舾装，先行涂装，在空间上生产管理上分别同时进行的的造船模式。一直以来国内外对船舶模块化的研究主要是船体模块化的研究，对船舶管系模块化的研究很少，船舶管系模块设计也是整个船舶设计中最为繁杂的过程，然而船舶管舾装的模块化也是能大大提高船舶生产效率的关键，本文将以stx船厂先行舾装厂房生产安装模块为例介绍船舶舾装模块化这一工艺。关键词：先行舾装；船舶管系；模块化Abstract The development of ship building has been experienced traditional shipbuilding which called system oriented
3、shipbuilding ,to the hull-outfitting-painting shipbuilding.Advance fitting-out and The first coating are conducted at the same time and different place.All the time people study the modularzation of hull morethan the modularzation of ship piping system.The design of modularzation of ship piping syst
4、em is the most complex process but it isalso the key to raise efficiency of shipbuilding more.This article will use Advance fitting-out factory of the stx shipyard as an example to introduce the modularzation advance fitting-out.Keywords:Advance fitting-out; ship piping system; modularzation 1 绪 论 随
5、着现代科学的不断进步，计算机设计软件的不断发展不断推动着现代造船模式的变革，由传统的整体的舾装、涂装到现在的化整体为部分的分段舾装、涂装。在这种现代的造船模式下也就随之产生了舾装的模块化，在船体的分段建造完成后利用模块化完成船舶机舱内设备，船舶管系，铁舾件等的安装。本文也将结合个人在stx船厂实习期间先行舾装部门对船体分段完成舾装过程的实践经历以及对资料的查找以及工具书的学习简单介绍现代造船的舾装模块化工艺。2 船舶先行舾装（预舾装）模块化2.1船舶先行舾装的含义和形式 分段的先行舾装就是船体分段在没有上船台完成搭载（合拢）之前在一个固定的厂房内完成舾装件包括管路系统，电缆架、灯座、扶手等铁舾
6、件或舾装模块安装的舾装方法。船体分段的先行舾装也根据分段的不同位置也有不同的舾装形式。 1.船体分段建造完成后直接放在胎架上进行舾装，就是在分段结构面上完成一些管系的安装，也是L形分段最常见的舾装形式。 2.分段在胎架上进行反身建造完成后脱离胎架，在正身的旋转180度情况下放置进行舾装。 3.分段在胎架上正身建造完成后脱离胎架，正身放置进行预舾装，这种舾装方式最常应用与船体分段的首（尾）部分。2.2 分段预舾装工艺 1.分段预装基准面的确定 （1）分段的横向基准面以船体建造时的肋板作为坐标的基准面。 （2）分段的纵向基准面则以船体的中心线为基准，在某些分段没有中心线（龙骨）的情况下也可以某一舱
7、壁为基准面。 （3）安装高度基准面通常以船体基线、甲板平面、甲板底面，也可根据管系安装时具体情况来确定高度基准。 2.分段管预装先后顺序 （1）管子预装往往以分段的中心线为起点向左（右）舷依照管路走向进行安装。 （2）分段内的管路通常有若干层，要先把下层管路安装完成后在逐层向上的顺序安装。 （3）在遇到通舱管与舱内管的连接时，由于通舱孔位置已经确定无法改变，所以要先安装通舱件，后与舱内管连接。 （4）以管子分布密集的区域作为安装起点，再逐渐到分散的管路区域；应先安装粗管后安装细管；先安主管后安支管的顺序进行安装。 3.分段预装常见问题在现代造船中越来越强调精度造船，以及如何提高造船能率，也就是
8、在有限的能源和材料前提下或者降低能源的消耗与浪费来完成生产。然而在生产设计投入到生产中往往会产生误差，在这里也主要阐述船舶先行舾装过程中常见的问题。（1）管子端口在安装在分段上的位置与设计图纸的位置产生的误差。（2）管子法兰对接是无法对接，主要有三种形式管子曲折，管子的偏移，管子中心线虽然在同一条直线上但是法兰螺孔的错位导致管子无法完成对接。（3）在一个支架上的若干根管子其中有一根或几根无法被卡环固定，在与同条管路的相邻管子无法对接。以上几种问题在管子预装中是最常见的，针对第一种问题也就是管子的长度、公称直径、弯管的角度的错误。这些制作错误的管子需返厂从新制作，但是也可根据安装情况在现场修正其
9、中的可修正误差；第二种安装问题也是最为常见的，当法兰对接螺孔无法对接时，不可借助夹具，撬杠等强行对接，应根据具体情况对支架进行修改使法兰自然对接；第三种情况与第二种相似，应某一根管子无法连接或固定是应该对支架卡环的卡眼位置修改，尽量不使同个支架的其他管子的位置发生错动从而完成安装。2.3 管子模块的分类 1.概述 上文中所论述的船舶先行舾装工艺是提高造船生产效率的一个重要的方式，而分段的先行舾装的模块化是能进一步提高效率的一种工艺。模块化的生产方式即是代替了传统的管子混合批量的生产，使用管子成组的标准化，批量生产中间产品而这种中间产品也被称之为族。 2.分类 按照组装的的特点和要求不同，管子单
10、元分为以下几种： （1）管系单元：由若干个管件组成的组合件，如图2.3.1所示。图2.3.1 管系单元倒装立体图图2.3.1 管系单元平面图 （2）设备单元：以若干台泵或其他设备的公共底座作为单元的主体，或以设备本身作为单元的主体，围绕单元主体的管子、阀件、管支架、花钢板、花钢板支架等组合成一个整体。如图2.3.2所示，一个组合式的主机舱内的海水泵设备单元。 图2.3.2设备单元 （3）管件、阀件单元：主要由管件、若干个阀件和安装区的结构件组成。 （4）箱柜单元：由独立的箱柜以及安装在箱柜上的管件、阀件、控制器等附件所组成的单元。 （5）交通装置单元：以花钢板、扶手、梯子作为单元主体的组合，根
11、据具体情况还可添加管子，阀件和其他铁舾件。2.4 管子模块的设计 1管单元设计原则 （1）分段舾装最大区域莫过于机舱，而机舱其他区域的大型设备又将机舱分为若干个小的区域，主机在机舱的中间区域可把机舱分为左、中、右三个部分，设备单元也应该在这三个部分中不要跨越。 （2）为了舾装布置的操作方便，在施工可行的前提下，服务于设备的管路应尽量靠近设备，这样管路布置的疏密程度不同可以使每个单元的最疏处作为界面，减少单元直接的接口数。 （3）以设备作为单元的中心。设备是某个系统的中心，同个系统中设备的布置应当相对集中，也使得不同的系统设备分界就是设备单元的界面。 （4）管路单元的布置应该遵循同一系统的管子布
12、置在一起，相同公称直径的管子也应尽量布置在一起的原则，这样可更有利于管路的分层次安装。 2.管单元设计的定位基准 （1）设备单元与箱柜单元。不同类别的管单元定位基准不一样，设备单元和箱柜单元的定位基准就是设备和箱柜。机舱的设备布置图已经明确了设备和箱柜的定位基准。 （2）管系单元。管系单元的基准定位是较为难的定位，管系单元往往带有阀件，还有一些管系通舱所以带有通舱件。确定管系单元的定位就要有定位端，确定了定位端也就确定了单元的定位基准，通常的管系单元定位端都已主管的连接件（如舷外管的阀），通舱件，设备连接处作为定位端。2.5 管单元的预装 1.单元组装的准备工作 （1）单元组装场地的选择应考虑
13、到场地的平整性，足够安装单元几何框架的空间，具备调运单元的吊车等设备，完成单元框架安装的必要设备（如割刀，二氧化碳气体保护焊焊机等），如图2.5.1舾装平台。 （2）安装人员应具备专业知识安装操作规程和熟练的安装技术，安装人员须有单元安装图纸。图2.5.1先行舾装厂房2.单元框架的作用管路是机械设备和装置中流体的流通的载体，原则上管路的应该是水平或者垂直的。因此需要根据其长度、形状、直径来设置支架来承受管路的的自重。由于船体的本生晃动，以及机械设备的高速运转带来的不稳定性带来机械偏心，震动振幅的故障，所以对管路必须加以支架的固定。（1）支承管子、附件以及管子内流体的重量。对于管径较大的长度较长
14、的管路必定会因为其自重而产生下沉，管子的接头和弯头处会产生很大的弯曲应力，会使得管子接头的密封效果降低。（2）防止机械承受管路载荷过大。管路无论是水平还是竖直与机械设备连接，机械设备都会都会承受一定的载荷。而且安装误差的存在，管路会与设备有着强力连接这样加重了设备承受的载荷使机械设备的外壳产生变形，也是振动事故产生的主要原因。因此必须设置支架承受管系载荷不影响机械。（3）防止管路内部流体的脉冲振动。在与往复式的机械设备连接的管路中的流体会因为机械设备的运转而产生压力的变化从而产生流体的脉冲振动。通过支架的设置可以尽量避免振动。 3.单元框架的组装 （1）单元框架、支架的下料装配应该与图纸相一致
15、。 （2）在平台上进行单元组装时应按照图纸上的几何形状1:1划线，再根据单元实样进行框架组装。 （3）当遇到由数个单元组成的区域大单元的组装时，应该在平台上画出船的中心线以及各个单元在船体具体位置的肋位号。 （4）单元框架、支架的装配形式。框架与框架的拼接与搭接形式，框架与支架的拼接与搭接形式。 4.框架的装备焊接质量要求 （1）框架组装完成后，应测量其主要的尺寸与图纸满足图纸上的尺寸要求。 （2）框架所需要焊接的部分应焊接牢固，所有焊缝都需要连续焊接不允许点焊，焊接完成后应该打磨平整，不得有凹凸不平的现象，对接焊缝的错边误差控制在2mm以内。 （3）框架应平整，平面度不大于2m/mm。5.设
16、备单元与铁舾件的安装要求 （1）在单元框架焊接完成并检验合格后，设备或铁舾件应根据图纸在框架上定位，通常考虑到设备与铁舾件在单元内的安装方便和材料的节省，一般要求设备的基座和单元框架组合在一起，或者设备的底座面板直接通过螺栓连接在框架平面上。 （2）单元内油、水箱柜等铁舾件也同样按照图纸的要求来定位，同时也要考虑到箱柜的支座在单元整体进舱后位置便于焊接。 （3）单元内的设备的连接管也就是试装管，试装管的安装应该是单元的最后一个安装程序，在单元其他管路完成安装后才能进行，单元内的管子与分段的管子的连接也应该先把分段内的管子安装并焊接后进行。 （4）在设备单元完成安装后，往分段吊运之前需在分段上划
17、线，依照图纸确定单元框架的安装位置。 （5）在单元管路与分段上的管路对接时，也同样可遵循分段预装的问题解决方法。 （6）当设备单元在分段上安装完成后，对单元支座的焊接需要采用双面焊的焊接方式，单元支座需要通过支架与船体相连接以保证在船体晃动时不发生支座的弯曲。 6.单元管系和其附件的安装（1）单元内管子的预装通常有两种形式：第一种是在单元的框架完成组装后，管子在单元的框架上完成试装符合图纸要求，将试装好的管子从单元的框架上拆除，按照试装管在内场进行加工流程的处理在安装到单元框架上。第二种是根据管子零件图的加工要求在场内预制完成后，直接在单元框架上进行安装。（2）为了考虑到设备安装、操作、维修的
18、方便，在单元周围应该留有通道，通道预留宽度应大于500mm。（3）单元内的管子应考虑到拆装、维修的方便，相邻的两路管子连接件距离应不小于100mm，水平有效间距应不小于20mm，并且单元应设置在便于拆卸的地方。（4）单元内管子的安装一般指考虑到统一阶段的工作内容，如果有试装和取样管子的安装内容，单元内也应该留有试装和取样工作的空间。（5）机舱内区域性的单元与单元的管路连接，应该考虑到单元连接的吊装与拆装的方便所以单元与单元的管子连接一般用法兰连接。（6）单元管子的安装也应该遵循按照层次，先安装主管后安装支管，从密集管路到分散管路的安装顺序。 7.阀件、附件和管子吊架的安装（1）单元内阀件的阀门
19、手轮应避开单元框架的平面搁架，使手轮可以操作方便。（2）单元内的油、水滤器应配有固定托架，并且要考虑到滤器拆卸清洗的方便。（3）单元内束式排管应该使用排管吊架，单元内管子与通往单元外的接口一定要设置管子吊架确保管子吊运的安全性，同样吊架的设置也应该考虑到管子和其附件的拆装的方便。 8.分段上单元完成定位，管路的连接，单元支座的焊接和打磨工清理清洁工作完成后，最后由船东验收。结 论通过上述内容的论证，stx造船集团在船舶分段预舾装模块化的领先的水平，而舾装的模块化的核心就是设备、管路单元的设计生产和装配，舾装模块化水平也是目前国内的船厂普遍研究需要提高的。在舾装模块化工艺过程中也比较严格遵循相关
20、的工艺原则安装规范和技术要求。比如管路的安装顺序应该遵循先按主管后按支管，由管路分布密集到分散，先安装大管后安装小管的顺序。但是在整个的生产过程，从模块的开始设计，到下料、单元框架的组装再到单元的吊运在分段上的安装支座的焊接都会受到一些客观因素的影响，在具体的安装过程也需要技术熟练的工人结合工作经验来提高工作效率。但是整个的生产过程也需要尽量遵守工艺要求，先行舾装的模块化也是占船舶生产过程中一个重要的工作量非常大的环节，所以这个生产过程也对船舶的以后航行产生深远的影响。 致 谢 短暂的三年大学学习时光已然接近尾声，在撰写毕业论文之际我想对我的母校，我的同学们，各个学科的老师们辅导员以及论文指导
21、老师王开顺老师表达我由衷的谢意。感谢我的母校江苏海事职业技术学院给了我一个三年在大学的深造机会让我的知识面和学习能力都得以大大的提高；感谢我的任课老师们在课堂上对我们认真细心的讲着每一个知识点，和在课堂下对我们的谆谆教诲；感谢同学们在学习和生活中对我的关心和帮助。这次毕业论文设计我得到了很多老师的帮助，其中我的论文指导老师王开顺老师给予了我最大的帮助和指导。在论文的选题到起草，资料的查阅，论文初稿的完成和修改，论文格式的调整到最后的定稿都给予了悉心的指导。王老师不仅在学业上给予我精心的指导，同时也在精神上思想上给予我关怀，特别是在最后一个学期面临实习就业时的极大地帮助和鼓励。 在此，我衷心地向王开顺老师再次表示谢意，并向那些给予我帮组的同学们实习阶段的技术人员们和参考资料的主编们表示感谢。我也会以这次毕业论文的设计作为人生的一个新的起点走的更远。参考文献1董爱国.船舶管舾装设计工艺实用手册M.武昌船舶重工公司.2009,665-6852屠文斌.船舶管系工识图M.哈尔滨工程大学.2010,133-1483邵志深.船舶管系工艺学M.哈尔滨工程大学.2007,155-1724刁玉峰.船舶舾装工程M.哈尔滨工程大学.2006,205-2335陈宁.计算机辅助船舶舾装生产设计M.2006,45-67计算机辅助船舶舾装生产设计计算机辅助船舶舾装生产设计
